[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das oberbegrifflich Beanspruchte. Damit befasst
sich die vorliegende Erfindung allgemein mit der Mehrträger-Datenübertragung für Stromversorgungsnetze.
[0002] Bei der Datenübertragung ist es im Regelfall erwünscht, Daten über die erforderliche
Distanz mit hoher Übertragungsrate und kleiner Fehlerwahrscheinlichkeit zu übertragen.
[0003] Bei der Datenübertragung von einem Teilnehmer zu einem anderen Teilnehmer sendet
ein erster Teilnehmer dazu die Daten mit Hilfe eines Senders in Form von modulierten
Datenübertragungssignalen zu einem zweiten Teilnehmer, der die Datenübertragungssignale
mit einem Empfänger empfängt und aus den empfangenen Signalen die gesendeten Daten
ableitet. Dass dies im Duplexmodus möglich ist, also ein bidirektionaler Datenaustausch,
insbesondere zur Bestätigung des Empfangs von Datenpaketen möglich ist, sei erwähnt.
[0004] Dies gilt auch für die Datenübertragung in Stromversorgungsnetzen (Power Line Communications
PLC). Eine solche Datenübertragung über Stromversorgungsnetze ist bereits bekannt.
Sie wird im Stand der Technik für verschiedene Zwecke verwendet. Zu den ältesten Anwendungen
der Datenübertragung über Stromversorgungsnetze zählt die Trägerfrequenztechnik über
Hochspannungsleitungen (TFH) und die Tonfrequenzrundsteuerungstechnik. In jüngerer
Zeit hat die Breitbandübertragung auf "der letzten Meile" mit den Anwendungen Internetzugang
und "Video on demand" eine vielfältige Entwicklung genommen. Wegen der vergleichsweise
hohen Kosten, den geringen Reichweiten und der elektromagnetischen Unverträglichkeit
ist dieser Technik jedoch eine breite Anwendung versagt geblieben.
[0005] Zitiert seien vorliegend insbesondere die folgenden Dokumente aus dem Stand der Technik:
"Gebäudesystemtechnik: Datenübertragung auf dem 230-V-Netz" von Rainer Rosch, Klaus
Dostert, Klaus Lehmann, und Robert Zapp von moderne industrie (Gebundene Ausgabe -
1998) Verlag: moderne industrie # ISBN-10: 3478931851 # ISBN-13: 978-3478931854; "Powerline
Communications" von Klaus Dostert, Prentice Hall (2001), "Power line carrier FSK data
system"
US PS 4,556,866 der .Honeywell Inc. (Minneapolis, MN), "Spread spectrum communication system utilizing
differential code shift keying"
US PS Patent 6,064,695 ausfgegeben an Itran Communications Ltd. (Beer Sheva, IL), "Powerline Communications
and Applications" von
N. Pavlidou and H. Latchman and A.J. Han Vinck and R. Newman - Guest editorial, International
Journal of Communication Systems p. 357-361, June 2003, "
Coding and Modulation for a Horrible Channel" Ezio Biglieri, Politecnico di Torino,
IEEE Communications Magazine, Vol. 41, No. 5, p. 92-98, May 2003, "Method and modem for subsea power line communication"
WO2008011889A1 der Siemens AG (zwischenveröffenbtliches Dokument), "
Method for transmitting data by means of a carrier current US2007/0064589, " Multicarrier transmission on power lines"
EP1014640, 'Broadband for All' over Powerline to bridge the ICT divide in Europe" von Sathya
Rao and Stephan Horvath, Broadband Europe 2006, Geneva; sowie " Systems and methods
for network channel characteristicx measurement and network management"
WO2005048467, der Sharp laboratories of America, Inc.
[0006] Die Datenübertragung über Stromnetze trifft aber auf besondere Schwierigkeiten. Während
nämlich in modernen Systemen wie den in Büros verbreiteten Ethernetleitungen die Netzwerktopologie
per se durch Router, Hubs etc. einfach ist und die zur Datenübertragung verwendeten
Kabel mit einem Wellenwiderstand zur Vermeidung von endseitigen Signalreflexionen
terminiert sind, gilt dies für Stromnetze nicht.
[0007] Stromversorgungsnetze sind in der Regel verzweigt und vermascht. Die Starkstromleitungen
sind an ihren Enden nicht mit ihrem Wellenwiderstand abgeschlossen. Das führt dazu,
dass bei der Übertragung von Signalen im Netz vielfältige Reflexionen auftreten, die
zu dem ursprünglichen Signal addiert werden. Durch die physikalischen Eigenschaften
treten auf den Starkstromleitungen weiterhin Dämpfungen und Phasenverschiebungen auf.
Erhebliche Dämpfungen werden zudem an Leitungsverzweigungen verursacht. Reflexionen,
Dämpfungen und Phasenverschiebungen führen zu Übertragungskanälen zwischen den Teilnehmern
mit problematischen Übertragungsfunktionen, die einer sicheren und stabilen Datenübertragung
entgegenwirken. Es treten typischerweise starke Fluktuationen der Dämpfung, der Phase
und des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses über der Frequenz auf, was die Datenübertragung,
verglichen mit der Übertragung über Fernmeldekabel, erheblich erschwert. Es können
Frequenzbereiche auftreten, in denen eine Datenübertragung mit akzeptabler Fehlerwahrscheinlichkeit
nicht möglich ist. Die Impulsantworten der Übertragungskanäle können erheblich länger
ausfallen als die Zeit, die durch die direkte Wellenausbreitung von Sender zum Empfänger
gegeben ist. Es kommt noch hinzu, dass sich die problematischen Übertragungsverhältnisse
zwischen zwei Teilnehmern in einigen Netzen zeitlich verändern. Bei der Neuinstallation
von Teilnehmern sind die Übertragungsfunktionen zu den anderen Teilnehmern in der
Regel unbekannt. Häufig sind benachbarte Teilnehmer relativ gut zu erreichen, während
weit entfernte Stationen nur mit sehr eingeschränkten Qualitäten oder gar nicht zu
erreichen sind.
[0008] Im Bereich der Mittelspannungsnetze werden zudem nach nicht vorhersehbaren Ereignissen
Teilbereiche der Netze abgetrennt und an andere benachbarte Netze angeschaltet. Dadurch
können bestehende Datenübertragungsverbindungen zwischen Teilnehmern unterbrochen
werden. Hier müssen für die abgetrennten Teilnehmer neue Übertragungswege organisiert
werden.
[0009] Das macht die Signalübertragung schwierig.
[0010] Für bestimmte gewerbliche Anwendungen sind im Stand der Technik drei grundsätzlich
verschiedene Datenübertragungsverfahren vorgeschlagen worden. Das älteste Verfahren
ist das Single-Carrier-Verfahren mit Frequenzumtastung (Beispiel: AMIS-30585 S-FSK
PLC modem). Es wird fast ausschließlich in Niederspannungsnetzen verwendet. Nachteilig
sind seine relativ schlechte Bandbreiteneffizienz und die schlechte Flexibilität gegenüber
den unbekannten und problematischen Eigenschaften der Übertragungskanäle. Alternativ
dazu wird das Spread-Spectrum-Verfahren eingesetzt, das jedoch eine sehr geringe Bandbreiteneffizienz
aufweist. In den praktisch eingesetzten Übertragungssystemen für die genannten Anwendungen
werden Schrittgeschwindigkeiten von nicht mehr als 2400 Baud erreicht (Beispiel: YITRAN
IT800 PLC modem).
[0011] Das dritte Datenübertragungsverfahren ist das OFDM-Verfahren
(orthogonal frequency division multiplexing), das bei der leitungsgebundenen Übertragung auch als DMT-Verfahren
(discrete multi tone) bekannt ist. Dieses Mehrträgerverfahren weist die höchstmögliche Bandbreiteneffizienz
auf und kann sich sehr flexibel durch Bit- und Power-Allocation (adaptive Modulation)
an die stark fluktuierenden Frequenzgänge und Signal-zu-Rausch-Verhältnisse in den
Stromversorgungsnetzen anpassen. Das OFDM-Verfahren findet auch in vielen anderen
nachrichtentechnischen Systemen Anwendung, z.B. in ADSL-Systemen
(asymmetric digital subscriber line), und erscheint neben anderen Mehrträgerverfahren für die Datenübertragung über Stromversorgungsnetze
als am besten geeignet.
[0012] Den Mehrträgersystemen haften aber auch einige Nachteile und Schwierigkeiten an:
[0013] So wird in der Literatur über PLC häufig die Datenübertragung zwischen zwei Teilnehmern
(Punkt-zu-Punkt) beschrieben. Vor einer Kommunikation zwischen zwei Teilnehmern muss
vorher ein Verbindungsaufbau vorgenommen werden, der im Falle von Mehrträgersystemen
sehr komplex und zeitaufwendig ist. Sollen nacheinander Übertragungsvorgänge zwischen
verschiedenen Teilnehmerpaaren stattfinden, so führen die Verbindungsaufbaupausen
dazwischen zu einer erheblichen Minderung der Effizienz des Gesamtdatenverkehrs.
[0014] Wird ein herkömmliches Mehrträgerverfahren mit synchronisierten Symbolen bei verschiedenen
Teilnehmerpaaren mit unterschiedlichen Übertragungslaufzeiten eingesetzt, so besteht
die zudem die Gefahr, dass die Nutzdatenanteile eines Datensymbols in das nächste
Symbol hineinreichen und dadurch eine zeitliche Intersymbolinterferenz (zeitliches
Übersprechen) entsteht. Dadurch kann die Fehlerwahrscheinlichkeit der Datenübertragung
beträchtlich steigen.
[0015] Auch der Aufbau einer Verbindung zwischen zwei Teilnehmern ist im Stand der Technik
oftmals kritisch. Hierbei messen beide Teilnehmer mit Hilfe von wohl definierten Testsignalen
den Verbindungsweg aus und teilen sich gegenseitig das Ergebnis für alle Träger mit.
Da in der Regel eine große Anzahl an Trägern verwendet wird, entstehen große Datenmengen,
die den Verbindungsaufbau stark verzögern. Zur Maximierung der Bandbreiteneffizienz
wird daher nach dem Stand der Technik regelmässig die gesamte Sendeleistung gleichmäßig
auf alle Kanäle verteilt. In ungünstigen Fällen, bei dem nur ein einziger Kanal für
eine Übertragung geeignet ist, kann es vorkommen, dass dieser aufgrund der geringeren
Sendeleistung nicht erkannt wird. Dies hat den Nachteil, dass die Vermessung des Übertragungskanals
wiederholt werden muss, wobei nicht sicher gestellt ist, dass dieser erneute Versuch
erfolgreich abgeschlossen werden kann. Es kommt noch hinzu, dass bei dem wechselseitigen
Datenaustausch die Empfangsbedingungen der Gegenseite (noch) nicht bekannt sind, also
eine "blinde" Übertragung stattfindet.
[0016] Nach dem Stand der Technik muss daher die Übertragung mit Leitungscodierung hoher
Redundanz durchgeführt werden. Dieses erweitert nochmals die Datenmengen und birgt
die Gefahr in sich, dass bei besonders problematischen Übertragungsverhältnissen der
Verbindungsaufbau scheitert, obwohl bei besserer Kenntnis der Übertragungsverhältnissen
ein Verbindungsaufbau möglich wäre.
[0017] Selbst beim Vorhandensein von gut brauchbaren Trägern bleibt aber das Problem, dass
andere Träger fehlerhafte Daten übertragen können und dieser Umstand erkannt werden
muss. Dieses wirkt sich besonders gravierend bei zeitlich variablen Übertragungskanälen
aus. Die Schwierigkeit, dass weit entfernte Knoten häufig übertragungstechnisch nur
mit geringer Qualität zu erreichen sind, wird durch ein Mehrträgersystem nicht gelöst.
Das gilt insbesondere auch für den Fall, dass ein Teilnetz aus einem ersten Stromversorgungsnetz
abgetrennt und einem zweiten Stromversorgungsnetz zugeschaltet wird. Die Verbindungen
der Teilnehmer aus dem Teilnetz werden unterbrochen. Im neuen zweiten Netz sind sie
isolierte Teilnehmer ohne Verbindung zu anderen Teilnehmern. Dieses Problem wird durch
die bekannten Mehrträgersysteme nicht gelöst. Dies ist besonders gravierend, wenn
von vorneherein mit einer schlechten Datenübertragungsqualität gerechnet werden muss.
[0018] Bei Mehrträger-Punkt-zu-Punkt-Verbindungen sind typischerweise die Signalverarbeitungstakte
beider Teilnehmer synchronisiert. Fordert man Punkt-zu-Mehrpunkt- oder sogar Mehrpunkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen,
wird diese Taktsynchronisation sehr aufwendig, komplex und fehleranfällig. Verzichtet
man andererseits auf die Taktsynchronisation, so wird bei einigen digitalen Modulationsverfahren
die Reproduktion der Empfangsdaten aus den demodulierten Empfangssignalen im Wege
der Schätzung sehr problematisch.
[0019] Nach dem Stand der Technik findet beim Vorhandensein einer Vielzahl von Teilnehmern
im PLC-Netz zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur eine Datenübertragung zwischen
zwei Teilnehmern statt. Damit wird der Tatsache Rechnung getragen, dass alle Teilnehmer
an einem einzigen zusammenhängenden elektrischen Leiter angeschlossen sind. Würden
mehrere Teilnehmer gleichzeitig senden, würden sie sich gegenseitig stören. Eine daraus
resultierende übliche Betriebsart ist der Aufrufbetrieb, auch Master-Slave-Betrieb
genannt Ein Master-Teilnehmer ruft nacheinander alle Slave-Teilnehmer auf. Dieser
Betrieb hat den Nachteil, dass weit entfernte Slave-Teilnehmer unter schlechteren
Bedingungen mit dem Master kommunizieren als benachbarte. In großen Netzen kann das
Problem auftreten, dass kein Master-Teilnehmer gefunden werden kann, der eine Verbindung
zu allen Slave-Teilnehmern aufbauen kann. Auch dies behindert die Verwendung in grossflächigen
Stromversorgungsnetzen mit hoher Spannung.
[0020] Es wäre wünschenswert, trotz der oben genannten Probleme ein brauchbares Datenübertragungsverfahren
angeben zu können.
[0021] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Neues für die gewerbliche Anwendung
bereitzustellen.
[0022] Die Lösung dieser Aufgabe wird in unabhängiger Form beansprucht. Bevorzugte Ausführungsformen
finden sich in den Unteransprüchen.
[0023] Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Datenübertragungsverfahren, worin Datenübertragungssignale
zwischen mindestens zwei Teilnehmern unter Verwendung eines Stromversorgungsnetzes
übertragen werden, und wobei erfindungsgemäss vorgesehen ist, dass das Stromversorgungsnetz
Starkstrom-Versorgungsleitungen umfasst, die Teilnehmer an Netzknoten an das Stromversorgungsnetz
gekoppelt werden und die physikalischen Datenübertragungssignale über die Starkstrom-Versorgungsleitungen
oder ihre Abschirmungen übertragen werden.
[0024] Es wurde damit erkannt, dass die Starkstromübertragung von Signalen in sinnvoller
Weise möglich ist. Es ist dabei bevorzugt, wenn induktiv, kapazitiv oder galvanisch
an das Starkstrom-Versorgungsleitungen Stromversorgungsnetz angekoppelt wird.
[0025] Es ist besonders bevorzugt, wenn das Datenübertragungsverfahren ein Mehrträger- Datenübertragungsverfahren
ist. Hier kann ausgenutzt werden, dass die Mehrträger- Datenübertragungsverfahren
entgegen den Erwartungen gerade bei Starkstrom-Versorgungsleitungen bzw. deren Abschirmungen
erhebliche Vorteile bietet. Bevorzugt wird ein orthogonales Mehrträger-Übertragungsverfahren
wie OFDM oder DMT. Alternativ können stark-frequenzselektive Verfahren wie Filterbankverfahren
eingesetzt werden. Erfindungsgemäß werden die Datenübertragungssignale aller Teilnehmer
in einheitlichen Mehrträgersymbolen strukturiert. Solch ein Symbol ist ein Zeitsignal
endlicher, immer gleich bleibender Länge. Die Zahl der Symbole pro Sekunde ist die
Symbolrate.
[0026] Unter einem besonders bevorzugten Aspekt sieht die Erfindung somit vor, dass bei
einem Mehrträger-Datenübertragungsverfahren die Teilnehmer an verschiedenen Knoten
im Stromversorgungsnetz installiert sind und dass zwei beliebige Teilnehmer, die miteinander
kommunizieren, über eine durchgängige, nicht unterbrochene Starkstromversorgungsleitung
miteinander verbunden sind. Diese Verbindungsverhältnisse sind kennzeichnend für die
betrachteten Stromversorgungsnetze. Ein Netz (Strang) besteht dabei aus einer baumartigen
Struktur von Versorgungsleitungen mit Verzweigungen, so dass alle Leitungen elektrisch
miteinander verbunden sind. Koppelt man an verschiedenen Stellen dieses Netzes, an
den so genannten Netzknoten, Teilnehmer in das Netz ein, so kann jeder Teilnehmer
potentiell mit jedem anderen Teilnehmer im selben Netz über die Starkstromversorgungsleitungen
kommunizieren.
[0027] Es ist weiter bevorzugt, wenn jeweils zwei miteinander kommunizierende Teilnehmer
über eine durchgängige, nicht unterbrochene Starkstrom-Versorgungsleitung oder Starkstrom-Versorgungsleitungsabschirmung
verbunden werden, die zwischen den Netzknoten verläuft. Damit werden zu schlechte
Signale vermieden. Da zugleich die Möglichkeit eines Routing besteht, ergeben sich
für den Betrieb in komplexen Stromnetzen aus der bevorzugten Ausführungsform keine
praktischen Nachteile.
[0028] Es ist damit auch möglich, dass entlang der durchgängigen, Starkstrom-Versorgungsleitung
oder Starkstrom-Versorgungsleitungsabschirmung weitere Teilnehmer an Netzknoten ankoppeln.
Dies erleichtert den Netzaufbau erheblich.
[0029] Es ist besonders bevorzugt, wenn die Datenübertragung mit modulierten Mehrträgersymbolen
im Symboltakt erfolgt.
[0030] Dies eröffnet insbesondere die Möglichkeit, dass die Mehrträgersymbole zyklisch erweitert
werden. Auf diese Weise kann die Übertragungsqualität signifikant verbessert werden,
d.h. es können z.B. höhere Übertragungsraten erzielt werden und/oder Daten weiter
übertragen werden.
[0031] Vorteilhaft ist, wenn die Mehrträgersymbole eine zyklische Erweiterung vor dem Nutzdatenintervall
besitzen, die den Einschwingvorgang aus der Impulsantwort der Übertragungsstrecke
auffängt, und zusätzlich zyklische Erweiterungen vor und nach dem Nutzdatenintervall
besitzen, die dazu dienen, zeitliche Intersymbolinterferenzen zu vermeiden. Dieses
Vorgehen verbessert gerade auf Starkstromleitungen die Datenübertragung ganz erheblich.
[0032] Es ist bevorzugt, wenn die Symbolrahmen aller Teilnehmer in dem Stromversorgungsnetz
synchronisiert sind. Dabei können sogar die Signalverarbeitungstaktraten aller Teilnehmer
in dem Stromversorgungsnetz synchronisiert sein. Dies hat erhebliche Vorteile bei
der Übertragung von Signalen unter einer Vielzahl von Teilnehmern. Die Synchronisation
der Zeitabschnitte der Symbole, der so genannten Symbolrahmen, zwischen allen Teilnehmern
ist ein vorteilhafter Aspekt der Erfindung. Als mögliche Ausführungsform der Erfindung
kann ein auf das OFDM-Verfahren zugeschnittenes Zweitonverfahren verwendet werden,
das den Einfluss des OFDM-Guard-Intervalls berücksichtigt. Damit senden und empfangen
alle Teilnehmer im gleichen Zeitraster. Dies hat den Vorteil, dass die Kommunikation
zwischen zwei Teilnehmern von einem Symbol zum nächsten auf die Kommunikation zwischen
zwei anderen Teilnehmern umgeschaltet werden kann. Damit vermeidet man den üblicherweise
sehr langwierigen Verbindungsaufbau zwischen zwei Mehrträger-Übertragungseinrichtungen.
Alle in Frage kommenden Verbindungen können nun auf einmal aufgebaut werden und bleiben
dann bestehen. Soll eine Verbindung genutzt werden, kann das von einem Symbol zum
andern erfolgen. Diese pausenfreie Umschaltung von Verbindungen erhöht die Effizienz
des Gesamtdatenverkehrs beträchtlich, besonders wenn in kurzer Folge viele verschiedene
Verbindungen mit kurzen Nachrichten benötigt werden. Gerade in komplexen Systemen
ergeben sich also erhebliche Vorteile.
[0033] Es ist zudem bevorzugt, wenn eine Untermenge von Trägern zu Kanälen zusammengefasst
sind. Dabei wird typisch jeder Kanal mindestens einen Datenträger besitzen und jeder
Träger zu genau einem, d.h. zu einem und nur zu einem Kanal gehören.
[0034] Es ist weiter bevorzugt, wenn beim Verbindungsaufbau zwischen zwei Teilnehmern beide
Teilnehmer nacheinander in jedem einzelnen Kanal zunächst mit hoher, bevorzugt voller
Sendeleistung Testsignale aussenden und aus den empfangenen Testsignalen mindestens
ein für die Maximierung der Datenübertragungsrate und/oder Minimierung der Übertragungsfehlerrate
günstigster Kanal und/oder die günstigsten Kanäle ermittelt werden. Wider erwarten
wird auf diese Weise die für den Aufbau einer brauchbaren Verbindung benötigte Zeit
sogar ganz erheblich verkürzt. Dies wird als besonders wichtig und vorteilhaft angesehen.
[0035] Es ist hierbei weiter bevorzugt, wenn wenigstens ein erster der Teilnehmer dem zweiten
Teilnehmer nacheinander in jedem einzelnen Kanal mit hoher, bevorzugt voller Sendeleistung
seine günstigsten Empfangskanäle mitteilt, wobei bevorzugt der zweite Teilnehmer auf
den günstigsten Empfangskanälen des ersten Teilnehmers seine eigenen günstigsten Empfangskanäle
mitteilt und beide Teilnehmer in der Folgezeit im Falle einer Datensendung die günstigsten
Empfangskanäle des jeweils anderen Teilnehmers benutzen. Auf diese Weise kann die
Kommunikation signifikant verbessert werden, ohne einen hohen Aufwand zu erfordern.
[0036] Es ist weiter bevorzugt, wenn zusätzlich im Ansprechen auf die Ermittlung der günstigsten
Empfangskanäle bei beiden Teilnehmern die Sendeleistung auf die Kanäle und/oder auf
die Träger in den Kanälen aufgeteilt wird, insbesondere zur Maximierung der Datenübertragungsrate
und/oder der Minimierung der Übertragungsfehlerrate und bevorzugt das Ergebnis ausgetauscht
wird. Durch die Aufteilung wird das System insgesamt weniger störungsanfällig.
[0037] Zum Aufbau einer neuen Verbindung wird also in bevorzugter Variante der Erfindung
eine Prozedur verwendet, bei der beide Teilnehmer nacheinander in jedem einzelnen
Kanal mit der vollen Sendeleistung Testsignale aussenden und beide Teilnehmer aus
den empfangenen Testsignalen die für die Maximierung der Datenübertragungsrate und/oder
Minimierung der Übertragungsfehlerrate günstigsten Kanäle ermitteln. Nach der Auswertung
der empfangenen Testsignale in den Empfängern teilt der erste Teilnehmer dem zweiten
Teilnehmer nacheinander in jedem einzelnen Kanal mit der vollen Sendeleistung seine
günstigsten Empfangskanäle mit und der zweite Teilnehmer teilt auf den günstigsten
Empfangskanälen des ersten Teilnehmers seine eigenen günstigsten Empfangskanäle mit.
Damit ist die Verbindung zwischen beiden Teilnehmern aufgebaut. Beide Teilnehmer benutzen
dann in der Folgezeit im Falle einer Datensendung die günstigsten Empfangskanäle des
jeweils anderen Teilnehmers. Der Vorteil dieses Verfahren liegt darin, dass die beiden
Teilnehmer ohne Kenntnis des Übertragungskanals, ohne weitere Messmittel und ohne
fremde Hilfe selbsttätig die bezüglich Trägerauswahl und Sendeleistungsverteilung
günstigste Konstellation der Übertragungsparameter für die Verbindung selbst im schlechtesten
Fall, dass eine Datenübertragung nur über einen einzigen Kanal möglich ist, finden.
Des Weiteren beobachten beide Teilnehmer nach der Ermittlung und Nutzung der günstigsten
Kanäle im laufenden Betrieb bevorzugt die Qualität der günstigsten Kanäle und nehmen
gegebenenfalls Korrekturen bei der Auswahl der Kanäle und der Aufteilung der Sendeleistung
auf die Kanäle vor.
[0038] Zudem löst das genannte Verbindungsaufbau-Verfahren auch noch ohne weiteres das Problem,
das beim Abtrennen von Teilnetzen aus einem ersten Stromversorgungsnetz und einem
Anschalten des Teilnetzes an ein zweites Netz auftritt. Mit der selbständigen Ausmessung
der Übertragungscharakteristik und der selbständigen Organisation günstiger Übertragungskanäle
kann ein abgetrennter Teilnehmer im neu angeschalteten zweiten Netz die Verbindung
zu benachbarten Knoten in dem zweiten Netz aufnehmen und damit neue Kommunikationswege
suchen und organisieren.
[0039] Es ist demnach weiter bevorzugt, wenn beide Teilnehmer nach der Ermittlung und Nutzung
der günstigsten Kanäle im laufenden Betrieb die Qualität der günstigsten Kanäle beobachten
und die Auswahl der Kanäle und/oder die Aufteilung der Sendeleistung auf die Kanäle
im Ansprechen auf die Beobachtung korrigieren.
[0040] Es ist weiter bevorzugt, wenn die Datenträger mit einer digitalen Differenzphasenmodulation
betrieben werden, d.h. eine solche bei der Übertragung verwendet wird und dann im
Empfänger die Größe des Differenzphasenrauschens ermittelt wird und die Größe des
Differenzphasenrauschens als Kriterium für die Empfangskanalgüte bei der Ermittlung
der günstigsten Empfangskanäle verwendet wird.
[0041] Die Teilnehmer (in der Regel eine Vielzahl) im Mehrträger-PLC-System werden wie erfindungsgemäß
bevorzugt in der Regel nicht taktsynchronisiert. Das System bleibt dadurch wirtschaftlich
und technisch einfach und robust. Diese vorteilhafte Betriebsart wird erfindungsgemäß
dadurch ermöglicht, dass als Modulation der Träger eine DPSK (Differenz-Phasenmodulation,
difference phase shift keying) verwendet wird und zur Ermittlung der Übertragungsqualität in Form des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses
das Rauschen der Differenzphase herangezogen wird. Bei einer Signalverarbeitung ohne
Taktsynchronisation zwischen Sender und Empfänger und bei stark fluktuierendem Frequenzgang
der Übertragungsstrecke laufen die Empfangssignalpunkte stetig durch die Signalebene.
Eine Ermittlung der stochastischen Parameter wie Mittelwerte und Varianzen ist zwar
mit vertretbarem Aufwand nicht möglich. Bewertet man jedoch die Statistik der Phasendifferenzen
zwischen benachbarten Trägern, so erhält man, besonders im Falle einer großen Anzahl
von Trägern, mit einfachen Mitteln eine zuverlässige Schätzung des Signalrauschens
und damit der Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeit. Diese Information kann letztlich
verwendet werden, um die Datenkanäle zu bewerten und eine optimale Bit- und Power-Allocation
einzustellen.
[0042] Es ist weiter bevorzugt, wenn das Stromversorgungsnetz in Subnetze aufgeteilt wird,
jeder Teilnehmer einem Subnetz zugeordnet wird und in jedem Subnetz zwischen jeweils
zwei Teilnehmern des Subnetzes Datenkommunikation unabhängig davon stattfinden kann,
ob in den anderen Subnetzen gleichzeitig Datenverkehr stattfindet.
[0043] Ein weiter wesentlicher Aspekt der Erfindung ist damit ein Datenübertragungsbetrieb,
bei dem eine oder gleichzeitig mehrere Datenkommunikationen in dem Stromversorgungsnetz
stattfinden können. Dazu wird das Netz (Strang) in disjunkte Subnetze untergliedert.
In jedem Subnetz kann unabhängig von den übrigen Subnetzen eine Datenkommunikation
zwischen jeweils zwei Teilnehmern durchgeführt werden. Diese Vorgehensweise ist dann
besonders vorteilhaft, wenn die Subnetze aus benachbarten oder mindestens nahe liegenden
Teilnehmern gebildet werden. Die Übertragung zu weit entfernten Netzknoten wird vermieden
und die entsprechenden Schwierigkeiten bei der Kommunikation zwischen weit entfernten
Knoten treten erfindungsgemäss gar nicht erst auf.
[0044] Es ist weiter bevorzugt, wenn verschiedene Subnetze durch Zeitmultiplex und/oder
Frequenzmultiplex und/oder Codemultiplex separiert sind, um so gegenseitige Störungen
zu vermeiden.
[0045] Damit sich die Kommunikationsvorgänge in den verschiedenen Subnetzen nicht gegenseitig
stören, ist also erfindungsgemäß eine Separierung der Datenübertragungsvorgänge mehrerer
Teilnehmerpaare durch Zeitmultiplex und/oder Frequenzmultiplex und/oder Codemultiplex
vorgesehen. Ein Empfänger empfängt dann zwar die Signale, die für andere Empfänger
bestimmt sind. Wegen der unterschiedlichen Multiplexparameter stören sie aber nicht.
Ein Beispiel dafür ist die Datenübertragung von Teilnehmerpaaren aus unterschiedlichen
Subnetzen in jeweils unterschiedlichen Frequenzbereichen. Dazu kann auch die vorliegend
genannte Bildung von Übertragungskanälen genutzt werden. Alle Kanäle verwenden dann
unterschiedliche Träger, wobei in einem Kanal ein oder mehrere benachbarte Träger
zusammengefasst sind. Somit sind alle Kanäle im Frequenzbereich disjunkt und können
mit einem orthogonalen Mehrträgersystem wie OFDM oder DMT sauber getrennt werden.
[0046] Es ist also weiter bevorzugt, wenn mehrere Träger so zu Kanälen gefasst werden können,
dass jeder Kanal mindestens einen Datenträger besitzt und jeder Träger zu genau einem
Kanal gehört, und dann vorgesehen ist, dass die Kanäle für die Realisierung des Frequenzmultiplex
genutzt werden.
[0047] Ein weiterer Aspekt der Erfindung ergibt sich zudem aus der bevorzugten Fähigkeit
der Teilnehmer bei der Datenkommunikation in Subnetzen, neben einer Datenkommunikation
mit einem Teilnehmer im gleichen Subnetz gleichzeitig eine Verbindung zu jeweils einem
Teilnehmer in anderen Subnetzen nutzen zu können. Damit kann ein Teilnehmer empfangene
Mehrträgersymbole, die nicht für ihn selbst bestimmt sind, an einen Teilnehmer im
gleichen Subnetz oder einem anderen Subnetz weiterleiten. Dieser Vorgang lässt sich
beliebig weit fortsetzen, so dass mit den bekannten Routing-Methoden (Layer-3-Technik)
Mehrträgersymbole, die vom ursprünglichen Teilnehmer (Datenquelle, Startknoten) gesendet
werden, über einen oder mehrere Sprünge von Router zu Router jeden anderen Teilnehmer
(Datensenke, Zielknoten) im Netz erreichen können, auch dann, wenn zwischen dem Startknoten
und dem Zielknoten keine direkte Datenübertragung möglich ist.
[0048] Es ist demgemäss bevorzugt, wenn -gerade bei Multiplextrennung von Subnetzen - mindestens
ein Routing erfolgt, also ein Teilnehmer eines Subnetzes empfangene Mehrträgersymbole
an andere Teilnehmer im gleichen Subnetz zuführt und/oder oder an andere Teilnehmer
in anderen Subnetzen weitersendet, insbesondere derart, dass der mindestens eine Teilnehmer
des einen Subnetzes zumindest einen Teil der von ihm empfangenen Mehrträgersymbole
an andere Teilnehmer eines Subnetzes weiterleitet, die die Mehrträgersymbole selbst
wieder weiterleiten. Mit anderen Worten wird wenigstens ein Teilnehmer als Router
arbeiten; dieser Router kann auch selbst als ansonsten herkömmlicher Teilnehmer ausgebildet
sein. Insbesondere ist es möglich, eine Vielzahl von Routern vorzusehen und die Routerfunktion
nur im Bedarfsfall zu aktivieren.
[0049] Es ist daher weiter bevorzugt, wenn die als Router dienenden Teilnehmer Mehrträgersymbole
auch einer eigenen Informationssenke zuleiten können.
[0050] Dass es bei dem Mehrträger-Datenübertragungsverfahren der Erfindung bevorzugt ist,
dass Datenübertragungssignale in Form von elektrischen Strömen in die Drehstromphasenleitungen
oder die Erdungsleitung der Abschirmung in Spulen auf einem Ringkern, der um die drei
Drehstromphasenleitungen oder um die Erdungsleitung der Abschirmung liegt, induktiv
ein- und/oder ausgekoppelt werden, sei erwähnt.
[0051] Schutz wird auch beansprucht für die Ausgestaltung der Teilnehmer zur Teilnahme ein
Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Die
Teilnehmer sind dabei einsichtigerweise die elektrischen Einheiten, die Daten untereinander
übertragen. Die vorliegende Erfindung hat zudem erkannt, dass eine Konzentration auf
bestimmte Anwendungen eine besonsders vorteilhafte Verwendung möglich macht.Sie ist
daher besonders bevorzugt beim Fernauslesen von Zählwerten (Strom- und Gasverbrauchswerten),
Überwachung der Stromversorgungseinrichtungen und des Betriebszustandes des Netzes
(Fernwirktechnik), Koordinierung von dezentralen Energieerzeugungseinrichtungen in
Smart Grids und ähnlichen Aufgaben, also primär für kommerzielle und gewerbliche Anwendungen
bestimmt. Dies gibt zugleich Beispiele für wichtige Teilnehmer.
[0052] In den bevorzugten Anwendungen sind in der Regel viele Teilnehmer, d.h. Geräte und/oder
Einrichtungen vorhanden, die über das Stromversorgungsnetz Informationen austauschen
sollen. Dabei hat bevorzugt jeder Teilnehmer mit jedem anderen eine physikalische
Verbindung über das Stromversorgungsnetz.
[0053] Die Erfindung wird nur beispielsweise und ohne Beschränkung erläutert unter Bezugnahme
auf die Zeichnung. In dieser ist dargestellt durch:
- Fig. 1
- die Struktur der Stromversorgungsnetze und der IP-Datenübertragungsnetze;
- Fig. 2
- ein typischer Strang, d.h. ein galvanisch verbundenes Teilnetz, in einem Mittelspannungsnetz,
wobei symbolisch Trafo-Stationen angedeutet sind sowie Sekundärstationen SS in jeder
Trafo-Station
- Fig. 3
- ein Beispiel einer induktiven Kopplung von Datenübertragungssignalen in ein Mittelspannungskabel,
wobei links die Kopplung in die drei Drehstromphasen des Kabels und rechts die Kopplung
in den Schirm mit
XMT = Wicklung für den Datensender,
RCV = Wicklung für den Datenempfänge veranschaulicht ist;
- Fig. 4
- die Struktur eines OFDM-Symbol gemäß vorliegender Erfindung als Zeitsignal endlicher
Länge, wobei
stark gezeichnet sind die Nutzdaten der Datenübertragung,
GI = Guard Intervalle zum Abfangen der Einschwingvorgänge bezeichnen und
TI1 und TI2 = die Toleranzintervalle zum Abfangen von unterschiedlichen Verzögerungen
der eintreffenden Mehrträgersymbole und von Toleranzen der zeitlichen Symbolrahmensynchronisation
bezeichnen;
- Fig.5
- ein Beispiel für die Einteilung der Träger eines Mehrträgerübertragungssystems in
Abhängigkeit von der Frequenz, wobei
durchgehende Linien Pilotträgerpaare für die Symbolrahmensynchronisation darstellen
und gestrichelt Datenträger, in Kanälen organisiert, veranschaulichen mit
CHx = x-ter Kanal , insgesamt N Kanäle vorhanden und fs/2 = halbe Abtastfrequenz.
[0054] Fig. 1 zeigt die charakteristische Struktur von Stromversorgungsnetzen. In einem
Umspannwerk wird die Hochspannung (z.B. 110 kV) in Mittelspannung (z.B. 10 kV) umgesetzt
und auf mehrere Stränge im Mittelspannungsnetz verteilt. In jedem Strang befinden
sich mehrere Trafo-Stationen, die Mittelspannung auf Niederspannung (380 V Drehstrom,
230 V Wechselstrom) umsetzen. Jede Trafo-Station speist die Niederspannung in ein
separates Niederspannungsnetz ein, das Stromverbraucher in diesem Netz versorgt.
[0055] Die Datenübertragung kann nun von den Verbrauchern zu einer Zentrale und umgekehrt
verlaufen, z.B. beim Zählwertauslesen. Bei der Fernwirkanwendung verläuft die Datenübertragung
von den Trafo-Stationen zu einer Fernwirkzentrale und umgekehrt. Bei Smart-Grid-Anwendungen
kann eine Datenübertragung zwischen Trafo-Stationen nötig sein.
[0056] Für die Datenübertragung kommen insbesondere die Nieder- und Mittelspannungsnetze
in Frage. Eine Datenübertragung über die Hochspannungsnetze ist zwar prinzipiell gleichfalls
technisch möglich; in der Regel stehen aber IP-Verbindungen zwischen der Primärstation
und der Zentrale zur Verfügung, z.B. über separate Lichtwellenleiter. Das Datenübertragungssystem
von Primärstationen zu den Zentralen ist also insoweit gelöst.
[0057] Offen bleibt dagegen die Datenübertragung in den Nieder- und Mittelspannungsnetzen.
Im Bereich der Niederspannungsnetze werden bereits fertig entwickelte Datenübertragungsverfahren
eingesetzt. Dort werden z.B. die Daten von den Verbrauchern in den Trafo-Stationen
zusammengefasst und per Mobilfunk zu Zentralen weitergeleitet.
[0058] Dagegen ist die Datenübertragung über Mittelspannungsnetze relativ wenig untersucht
worden. Hier stellt sich die Aufgabe der Datenübertragung zwischen einer Primärstation
im Umspannwerk und mehreren Sekundärstationen (SS) in den Trafo-Stationen sowie auf
den Datenverkehr zwischen Sekundärstationen.
[0059] Obwohl die vorliegende Erfindung also auch im Niederspannungsbereich anwendbar ist,
konzentriert sich die vorliegende Erfindung primär und bevorzugt auf die Datenübertragung
in Mittelspannungsnetzen, wo sie gut und erfolgreich eingesetzt werden kann.
[0060] Fig. 2 zeigt einen typischen Strang in einem Mittelspannungsnetz. Das Umspannwerk
speist in der Regel in mehrere solcher Stränge die Mittelspannung ein. Die folgenden
Betrachtungen konzentrieren sich auf einen Strang. In einem Strang sind alle Trafo-Stationen
galvanisch miteinander verbunden.
[0061] Möglicherweise erfolgt zeitgleich oder zeitlich hintereinander eine Datenübertragung
auch in umgekehrter Richtung.
[0062] Bei der Datenübertragung in Stromversorgungsnetzen dienen die Starkstromversorgungsleitungen
oder ihre Abschirmungen als Übertragungsmedium; hier also jene des Mittelspannungsnetzes.
Dazu wird beim Sender das Sendesignal in das Stromversorgungsnetz eingekoppelt, was
mit kapazitiven, induktiven oder galvanischen Mitteln geschehen kann..Wie dargestellt,
ist der Empfänger mit dem Sender über eine durchgängige, nicht unterbrochene Starkstrom-Versorgungsleitung
(vgl. 2) oder Starkstrom-Versorgungsleitungs-abschirmung verbunden.
[0063] Am Empfänger wird dann das Datenübertragungssignal, wenn auch in der Regel gedämpft,
verzerrt und verrauscht, wieder mit kapazitiven, induktiven oder galvanischen Mitteln
ausgekoppelt und dem Empfänger zugeführt.
[0064] Eine besonders wichtige und bevorzugte Ausführungsform der Ein- und Auskopplung ist
die induktive Kopplung, bei der mit Hilfe von magnetischen Feldern Signalströme in
die Starkstromleitungen induziert werden. Eine weitere wichtige Koppelart ist die
Einkopplung von Signalspannungen in die Starkstromleitungen mit Hilfe von spannungsfesten
Kondensatoren.
[0065] Fig. 3 zeigt skizzenhaft die induktive Kopplung. Bei dem typisch aus dem Erdreich
kommenden Mittelspannungskabel wird der Schirm mit Hilfe eines Erders geerdet. Die
drei innen liegenden Phasen werden dann dem Transformator zugeführt. Liegt die Trafo-Station
nicht am Ende des Netzes (siehe Fig. 2), so werden ein oder mehrere weitere Mittelspannungskabel
parallel zu den drei Phasen angeschlossen; dies entspricht einer weitergehenden Kabelführung
bzw. Verzweigung.
[0066] Eine induktive Kopplung kann nun mit Hilfe eines Schnittband-Magnetkernes um die
drei Phasen erfolgen. Der induzierte Strom fließt dann in die Phasen hinein bzw. heraus.
[0067] Alternativ und wie in Fig. 3 rechts dargestellt, kann die induktive Kopplung auch
in den Schirm erfolgen. Der induzierte Strom fließt dann durch den Schirm und kann
am entfernten Ende wieder dem Schirm entnommen werden bzw. durch Übersprechen an anderen
Stellen des Netzes aus den Phasen zurück gewonnen werden.
[0068] Die Übertragung von Daten kann nun erfindungsgemäss durch ein Mehrträger-Übertragungsverfahren
erfolgen. Dazu ist erfindungsgemäss die Möglichkeit vorgesehen, die Daten in Symbolen
zu übertragen und diese zyklisch zu erweitern. Dadurch wird nicht zusätzliche Information
übertragen, aber die besonders langen und ausgeprägten, unbekannten und verschiedenartigen
Impulsantworten der Übertragungskanäle im Netz können mit Vorteil unwirksam gemacht
werden. Dies erfindungsgemäss besonders bevorzugte Nutzung der zyklischen Erweiterung
wirkt als Guard-Intervall (GI), wodurch die Einschwingvorgänge durch die Impulsantworten
vor Beendigung des Guard-Intervalls abgeklungen sind und bei der Auswertung der Daten
im Empfänger nicht mehr stören können. Durch eine zusätzliche zyklische Erweiterung
vor und nach dem Nutzdatenintervall besteht ferner die Möglichkeit, zeitliche Verzögerungen
der eintreffenden Mehrträgersymbole und Toleranzen bei der zeitlichen Symbolrahmensynchronisation
begegnen zu können und diesbezügliche Fehler zu vermeiden. Insbesondere können dadurch
zeitliche Intersymbolinterferenzen und daraus folgende steigende Übertragungsfehlerwahrscheinlichkeiten
vermieden werden.
[0069] Fig. 4 zeigt ein OFDM-Symbol, d.h. ein beispielhaftes Mehrträgersymbol der vorliegenden
Erfindung, als endlich langes Teilsignal im Zeitbereich. Das OFDM-Signal besteht aus
einer Folge solcher gleich langer OFDM-Symbole. Stark gezeichnet ist der Nutzdatenanteil,
z.B. 512 Abtastwerte als Ergebnis einer inversen schnellen Fouriertransformation IFFT
(Inverse Fast Fourier Transform) im Sender. Das Guard-Intervall GI und das Toleranzintervall
TI1 entstehen durch eine zyklische Erweiterung, d.h. durch Kopieren der Abtastwerte
am Ende des Nutzdatenintervalls und verschieben der Kopie um 512 Abtastintervalle
vor den Anfang des Nutzdatenintervalls. Das Toleranzintervall TI2 entsteht durch eine
zyklische Erweiterung von Abtastwerten vom Anfang des Nutzdatenintervalls hinter das
Ende des Nutzdatenintervalls. Bei einer fehlerhaften zeitlichen Verschiebung des Empfangssignals,
die kleiner als die Breite von TI ist, gelangt das Nutzdatenauswerteintervall des
Empfängers in die Intervalle TI1 oder TI2. Dieses bewirkt aber keine zeitliche Intersymbolinterferenz,
sondern nur eine Phasendrehung, die mit einer geeigneten Modulation nahezu unschädlich
gemacht werden kann. Während das GI dem Stand der Technik folgt, gehören die beiden
Toleranzintervalle TI1 und TI2 zur vorliegenden Erfindung.
[0070] Fig. 5 veranschaulicht einen weiterer bevorzugt vorgesehenen Aspekt der Erfindung,
nämlich die Strukturierung der Träger in Kanäle: Hierbei werden eine oder mehrere
Untermengen von Trägern werden zu Kanälen zusammengefasst, so dass jeder Kanal mindestens
1 Datenträger besitzt. Dadurch kann sich der Datenaustausch der Frequenzcharakteristik
des Netzes anpassen und es können Übertragungsfrequenzbereiche festgelegt werden,
die erfahrungsgemäß eine zusammenhängende Datenübertragung ermöglichen. Vorteilhaft
ist insbesondere, dass bei der Suche nach bestmöglichen Trägern für die Übertragung
und der bestmöglichen Sendesignalverteilung auf die Träger der Organisationsaufwand
und der Kommunikationsaufwand zwischen den Teilnehmern sehr klein gehalten werden
kann. Fig. 5 zeigt beispielhaft die Zusammenfassung von jeweils mehreren Trägern zu
einem Kanal mit dem Ergebnis von insgesamt N Kanälen.
1. Datenübertragungsverfahren, worin
Datenübertragungssignale
zwischen mindestens zwei Teilnehmern
unter Verwendung eines Stromversorgungsnetzes übertragen werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Stromversorgungsnetz Starkstrom-Versorgungsleitungen umfasst,
die Teilnehmer an Netzknoten an das Stromversorgungsnetz gekoppelt werden
und
die physikalischen Datenübertragungssignale über die Starkstrom-Versorgungsleitungen
oder ihre Abschirmungen übertragen werden.
2. Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass induktiv, kapazitiv oder galvanisch an das Starkstrom-Versorgungsleitungen Stromversorgungsnetz
angekoppelt wird.
3. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
4. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei miteinander kommunizierende Teilnehmer über eine durchgängige, nicht
unterbrochene Starkstrom-Versorgungsleitung oder Starkstrom-Versorgungsleitungsabschirmung
verbunden werden, die zwischen den Netzknoten verläuft
5. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der durchgängigen, Starkstrom-Versorgungsleitung oder Starkstrom-Versorgungsleitungsabschirmung
weitere Teilnehmer an Netzknoten ankoppeln.
6. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragung mit modulierten Mehrträgersymbolen im Symboltakt erfolgt.
7. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrträgersymbole zyklisch erweitert werden.
8. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrträgersymbole eine zyklische Erweiterung vor dem Nutzdatenintervall besitzen,
die den Einschwingvorgang aus der Impulsantwort der Übertragungsstrecke auffängt,
und zusätzlich zyklische Erweiterungen vor und nach dem Nutzdatenintervall besitzen,
die dazu dienen, zeitliche Intersymbolinterferenzen zu vermeiden.
9. Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Symbolrahmen aller Teilnehmer in dem Stromversorgungsnetz synchronisiert sind.
10. Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungstaktraten aller Teilnehmer in dem Stromversorgungsnetz synchronisiert
sind.
11. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Untermenge von Trägern zu Kanälen zusammengefasst sind.
12. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kanal mindestens einen Datenträger besitzt und jeder Träger zu einem und nur
zu einem Kanal gehört.
13. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verbindungsaufbau zwischen zwei Teilnehmern beide Teilnehmer nacheinander in
jedem einzelnen Kanal zunächst mit hoher, bevorzugt voller Sendeleistung Testsignale
aussenden und aus den empfangenen Testsignalen mindestens ein für die Maximierung
der Datenübertragungsrate und/oder Minimierung der Übertragungsfehlerrate günstigster
Kanal und/oder die günstigsten Kanäle ermittelt werden.
14. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein erster der Teilnehmer dem zweiten Teilnehmer nacheinander in jedem
einzelnen Kanal mit mit hoher, bevorzugt voller Sendeleistung seine günstigsten Empfangskanäle
mitteilt,
und dass bevorzugt der zweite Teilnehmer auf den günstigsten Empfangskanälen des ersten
Teilnehmers seine eigenen günstigsten Empfangskanäle mitteilt und beide Teilnehmer
in der Folgezeit im Falle einer Datensendung die günstigsten Empfangskanäle des jeweils
anderen Teilnehmers benutzen.
15. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Ansprechen auf die Ermittlung der günstigsten Empfangskanäle bei beiden Teilnehmern
die Sendeleistung auf die Kanäle und/oder auf die Träger in den Kanälen aufgeteilt
wird, insbesondere zur Maximierung der Datenübertragungsrate und/oder der Minimierung
der Übertragungsfehlerrate und bevorzugt das Ergebnis ausgetauscht wird.
16. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teilnehmer nach der Ermittlung und Nutzung der günstigsten Kanäle im laufenden
Betrieb die Qualität der günstigsten Kanäle beobachten und die Auswahl der Kanäle
und/oder die Aufteilung der Sendeleistung auf die Kanäle im Ansprechen auf die Beobachtung
korrigieren.
17. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenträger mit einer digitalen Differenzphasenmodulation betrieben werden, im
Empfänger die Größe des Differenzphasenrauschens ermittelt wird und die Größe des
Differenzphasenrauschens als Kriterium für die Empfangskanalgüte bei der Ermittlung
der günstigsten Empfangskanäle verwendet wird.
18. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stromversorgungsnetz in Subnetze aufgeteilt wird, jeder Teilnehmer einem Subnetz
zugeordnet wird und in jedem Subnetz zwischen jeweils zwei Teilnehmern des Subnetzes
Datenkommunikation unabhängig davon stattfinden kann, ob in den anderen Subnetzen
gleichzeitig Datenverkehr stattfindet.
19. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass verschiedene Subnetze durch Zeitmultiplex und/oder Frequenzmultiplex und/oder Codemultiplex
separiert sind, um so gegenseitige Störungen zu vermeiden.
20. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
worin mehrere Träger so zu Kanälen zusammengefasst werden können, dass jeder Kanal
mindestens einen Datenträger besitzt und jeder Träger zu genau einem Kanal gehört,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kanäle für die Realisierung des Frequenzmultiplex genutzt werden.
21. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teilnehmer eines Subnetzes empfangene Mehrträgersymbole
an andere Teilnehmer im gleichen Subnetz zuführt und/oder oder
an andere Teilnehmer in anderen Subnetzen weitersendet,
insbesondere derart, dass
der mindestens eine Teilnehmer des einen Subnetzes zumindest einen Teil der von ihm
empfangenen Mehrträgersymbole an andere Teilnehmer eines Subnetzes weiterleitet, die
die Mehrträgersymbole selbst wieder weiterleiten.
22. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die als Router dienenden Teilnehmer Mehrträgersymbole auch einer eigenen Informationssenke
zuleiten können.
23. Mehrträger-Datenübertragungsverfahren, bei welchem Datenübertragungssignale in Form
von elektrischen Strömen in die Drehstromphasenleitungen oder die Erdungsleitung der
Abschirmung in Spulen auf einem Ringkern, der um die drei Drehstromphasenleitungen
oder um die Erdungsleitung der Abschirmung liegt, induktiv ein- und/oder ausgekoppelt
werden.
24. Teilnehmer für ein Mehrträger-Datenübertragungsverfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche.